Kompiuterinio žaidimo ir serialo „The Last of Us“ istorija piešia šiurpų scenarijų – mutavęs grybas užkrečia žmones ir paverčia juos zombius primenančiomis būtybėmis. Tikrovėje toks kordicepso šuolis į žmonių populiaciją nėra reali kasdienė grėsmė.
Vis dėlto mokslininkų dėmesys grybams nėra atsitiktinis. Kai kurios jų rūšys jau sukelia sunkias infekcijas, o gydymas gali būti sudėtingas. Nerimą kelia ir didėjantis tam tikrų grybų atsparumas priešgrybeliniams preparatams.
Dar vienas svarbus veiksnys – klimato šiltėjimas. Aukštesnė aplinkos temperatūra gali sudaryti sąlygas kai kuriems grybams geriau prisitaikyti prie šilumos, todėl mokslininkai tiria, ar ilgainiui silpnės vienas iš natūralių žmogaus apsaugos mechanizmų.
Kodėl žmogaus kūno temperatūra saugo nuo daugelio grybų?
Daugybė aplinkoje gyvenančių grybų geriausiai jaučiasi gerokai žemesnėje temperatūroje nei žmogaus kūnas. Jiems palankios maždaug 25–30 laipsnių Celsijaus sąlygos, būdingos dirvožemiui, augalams ar kitoms jų gyvenamosioms vietoms.
Žmogaus kūno temperatūra siekia maždaug 37 laipsnius Celsijaus. Daugeliui grybų tokia šiluma nėra palanki, todėl ji veikia kaip savotiškas natūralus barjeras, trukdantis aplinkos grybams sėkmingai daugintis mūsų organizme.
Tačiau mokslininkai kelia klausimą, kas nutiktų, jei dėl šylančio klimato grybai ilgainiui geriau prisitaikytų prie aukštesnės temperatūros. Būtent šį procesą tiria „Duke“ universiteto molekulinės genetikos ir mikrobiologijos profesorė Asiya Gusa bei jos kolegos.
Kriptokokai jau dabar gali sukelti pavojingas infekcijas
Vienas pagrindinių mokslininkės tyrimų objektų – „Cryptococcus“ genties mielių tipo grybai. Jie nėra fantastinio serialo išgalvoti organizmai: kriptokokai jau dabar gali užkrėsti žmones ir sukelti sunkias infekcijas.
Ypač pažeidžiami žmonės, kurių imuninė sistema nusilpusi. Todėl mokslininkams rūpi išsiaiškinti, kaip šių grybų genetika reaguoja į temperatūros pokyčius ir ar šiluma gali paspartinti jų prisitaikymą prie naujų sąlygų.
Laboratorijoje kriptokokai buvo auginami skirtingoje temperatūroje – 30 ir 37 laipsnių Celsijaus. Tyrimų rezultatai parodė ryškų skirtumą: aukštesnėje temperatūroje genetinių pokyčių buvo aptinkama gerokai daugiau.
Esant 37 laipsnių Celsijaus temperatūrai mutacijų dažnis padidėjo maždaug penkis kartus, palyginti su vėsesnėmis sąlygomis. Tai svarbu todėl, kad genetiniai pokyčiai gali suteikti organizmui naujų savybių ir padėti prisitaikyti.
„Šokinėjantys genai“ gali keisti grybo savybes
Ypatingo mokslininkų dėmesio sulaukė transpozonai, kartais paprasčiau vadinami „šokinėjančiais genais“. Tai DNR elementai, gebantys pakeisti savo vietą genome ir taip paveikti kitų genų veiklą.
Tokie pokyčiai skiriasi nuo paprastos vieno DNR elemento mutacijos. Transpozono persikėlimas gali sukelti didesnį genetinį pokytį, o tam tikromis aplinkybėmis tai suteikia grybui savybių, padedančių išgyventi nepalankioje aplinkoje.
A. Gusa laboratorijoje stebėtos spontaniškai atsiradusios kriptokokų kolonijos, kurios įgijo atsparumą priešgrybeliniams preparatams. Tokiais atvejais atsparumas buvo siejamas būtent su DNR elementų persitvarkymu.
Tai nereiškia, kad dėl aukštesnės temperatūros kiekvienas grybas neišvengiamai taps pavojingas žmogui. Tačiau tyrimai suteikia pagrindo atidžiau stebėti, kaip klimato sąlygos veikia grybų prisitaikymą.
Atsparumas vaistams tampa rimta problema
Grybelinių infekcijų gydymas turi dar vieną silpną vietą – gydytojai turi gerokai mažiau skirtingų priešgrybelinių preparatų nei, pavyzdžiui, antibakterinių vaistų. Kai kurie naudojami preparatai taip pat gali sukelti reikšmingą šalutinį poveikį.
Jeigu grybas tampa atsparus vienam ar keliems turimiems vaistams, gydymo pasirinkimas dar labiau susiaurėja. Tai ypač aktualu sunkiomis infekcijomis sergantiems pacientams, kurių imuninė sistema jau yra nusilpusi.
Situaciją apsunkina ir tai, kad šiuo metu žmonėms nėra patvirtintų vakcinų, kurios apsaugotų nuo grybelinių infekcijų taip, kaip kai kurios vakcinos saugo nuo virusinių ar bakterinių ligų.
Todėl mokslininkams svarbu tirti ne vien jau žinomus patogenus. Reikia stebėti ir aplinkoje gyvenančius grybus, jų genetinius pokyčius bei gebėjimą prisitaikyti prie temperatūros, kuri anksčiau jiems buvo nepalanki.
Grybai gali tapti ir vertingais pagalbininkais
Vis dėlto pasakoti apie grybus vien kaip apie pavojų būtų klaidinga. Žmonija jau seniai naudojasi jų gaminamomis medžiagomis, o kai kurie atradimai turėjo milžinišką reikšmę medicinos raidai.
Bene garsiausias pavyzdys – penicilinas. Su grybais siejamas ir statinų, naudojamų cholesterolio kiekiui mažinti, atradimas. Mokslininkai toliau ieško grybų gaminamų junginių, kurie galėtų tapti naujų vaistų pagrindu.
A. Gusa laboratorija po uragano „Helene“ užlietose Šiaurės Karolinos teritorijose rinko šimtus grybų mėginių. Iš jų formuojamas savotiškas biobankas, leidžiantis išsamiau tirti skirtingas aplinkoje aptinkamas rūšis.
Tokios kolekcijos gali padėti pastebėti potencialiai pavojingus patogenus, tačiau kartu jose ieškoma naudingų organizmų. Kai kurie grybai geba gaminti vertingus cheminius junginius, o kiti gali padėti spręsti aplinkos taršos problemas.
Kai kurie grybai geba ardyti plastiką
Vienas įdomesnių tyrimų laukų susijęs su plastiko atliekomis. Laboratorijoje tiriamas „Aspergillus“ genties grybas parodė gebėjimą skaidyti tam tikras sudėtingas poliuretano rūšis.
Tai atveria įdomią perspektyvą: organizmai, kuriuos dažnai laikome kenkėjais ar ligų sukėlėjais, ateityje gali būti pasitelkiami atliekų tvarkymui. Žinoma, laboratorinis rezultatas dar nereiškia, kad problema jau išspręsta.
Panaši situacija ir medicinoje. Milžiniška grybų įvairovė reiškia, kad gamtoje gali egzistuoti daugybė dar neištirtų cheminių medžiagų, iš kurių ateityje būtų galima kurti naujus vaistus.
Tikroji grėsmė gerokai mažiau įspūdinga nei zombiai
„The Last of Us“ išgarsino mintį apie grybus, prisitaikančius prie aukštesnės temperatūros ir pradedančius užkrėsti žmones. Tačiau reali problema daug mažiau dramatiška – ir būtent dėl to ją lengva nuvertinti.
Nereikia zombių epidemijos, kad grybelinės infekcijos taptų rimtu visuomenės sveikatos iššūkiu. Pakanka, kad daugiau rūšių gebėtų toleruoti žmogaus kūno temperatūrą, o dalis jų įgytų atsparumą turimiems vaistams.
Todėl svarbios investicijos į naujus priešgrybelinius preparatus, greitesnę diagnostiką ir pačių grybų biologijos tyrimus. Klimato pokyčiai šiai sričiai suteikia dar daugiau aktualumo, nes keičiasi sąlygos, kuriomis šie organizmai gyvena ir prisitaiko.
Zombių apokalipsė tebėra puiki medžiaga serialui. Tikrasis mokslininkų rūpestis kur kas žemiškesnis: grybai keičiasi, o medicina turi spėti keistis kartu su jais.
